Como hacer circuitos impresos con el método de fotograbado Kodak KPR (Kodak Photo Resist)
Este método es bastante engorroso, los insumos son MUY CAROS, requiere de:
Un particular sistema de pintado de la placa
Exposición de la placa (Fijado) con luz ultravioleta con tiempos bastante precisos.
Mandar a hacer la película fotográfica a un laboratorio especializado en resumen, no es para principiantes, es mas bien para producción de alta calidad, en resumen "Un dolor de genitales".
¿ Y si es así por que lo voy a emplear ?
Porque es el método que brinda lo máximo en calidad de impresos, permite trazos de 0,05mm de espesor, pasar más de un trazo entre los pad´s de un integrado, pasar por entre las patas de transistores, espaciado entre pistas paralelas también de 0,05mm, permite letras pequeñas o dibujos en la placa.
También es ideal para SMD con alta densidad de componentes.
Para tener una idea de lo preciso que es este método, es un 95% idéntico al método que se emplea para la fabricación de circuitos integrados mediante máscaras y foto-gravado microscópico.
Es el método con el que se graban los Mother Board´s y demás placas de las PC.
El proceso empieza con la creación del diseño con el programa que se les ocurra, como el producto final será de altísima resolución aconsejo un buen programa de diseño y a no acobardarse por figuras complejas, buses de datos intrincados, de longitud, la gran resolución del método permite esto y mucho más.
También es ideal para realizar placas de doble faz.
Logrado el original es donde comienzan los problemas.
Lo primero que se hace es imprimir el original que deberá ser una impresión láser "IMPECABLE", NO son aconsejables cartuchos de toner reciclados.
Con impresoras de chorro de tinta NO probé, me parece que no daría la densidad de negro que requieren los pasos siguientes
Si hay diferencias de densidad de color, no sirve.
Si hay puntos no sirve.
Rallas menos.
O sea, cuando digo impecable quiero decir "IMPECABLE"
No es mala idea revisar la impresión con una lupa para verificar hasta el mínimo detalle.
No es necesario que la imagen se realice en "Espejo"
Ver el archivo adjunto 26609
Ahora ya tenemos nuestro original, lo metemos dentro de un sobre, el sobre dentro de una carpeta de tapa dura y nos vamos a un laboratorio fotográfico que trabaje con películas de gran tamaño y por "Contacto", una vez que llegamos le decimos al Sr. o Sra. que queremos una película "Negativa" de nuestro diseño.
Cuando vamos a retirar nuestro negativo nos entregan una película fotográfica en donde los trazos son transparentes y las zonas negras son "Bien" negras (Alta densidad).
Todo esto se puede hacer en "Casa" mediante algún programa de diseño y/o corrección fotográfica (Photoshop) que nos de invertida la imagen, siempre hablando de color.
Lograda la inversión, imprimimos sobre una filmina (Acetato transparente)
Pero (Amo esta palabra) no conseguiremos la misma calidad que nos da el laboratorio.
Si es válido y efectivo para prototipos, como la filmina es difícil de imprimir sobre todo donde hay grandes áreas negras podemos repasar estas donde halla rayones o puntos con un marcador indeleble con el fin de hacerla opaca a la luz.
Tampoco es mala idea si la impresora láser lo permite imprimir 2 veces la misma filmina para lograr los "Negros" con la densidad correcta.
Ver el archivo adjunto 26608
Si la impresora lo permite quiere decir que si paso 2 veces la filmina se imprima correctamente una imagen sobre la anterior sin errores de registro.
A esta altura tenemos el negativo fotográfico terminado pero continúan los problemas.
Como pintar la placa:
Antes de pintar nada, se procede a limpiar la placa con algún polvo abrasivo suave y alguna lija sintética o viruta de acero de la más fina.
Este es un asunto de vital importancia, la capa de polímero debe ser fina y extremadamente pareja en toda la superficie de la placa, espesores diferentes pueden dar grabados incompletos.
Si nosotros tuviéramos una fábrica de impresos podríamos pintar con pistola de pintar tipo aerógrafo, pero esto para una producción pequeña constituye un desperdicio demasiado alto de un producto muy caro.
Yo probé varias formas de pintar la placa y la última que describiré fue la que me dio mejor resultado.
Con pincel:
Resultado malo, el pincel no da superficies parejas y puede llegar a dejar un rayado imperceptible al ojo pero no al percloruro.
Con rodillo:
Resultado aceptable, hay que buscar el rodillo adecuado y dar la presión justa
Por "Chorreado"
Consiste en colocar la placa inclinada y volcar sobre esta el polímero, debajo de la placa se recoge el sobrante y se guarda, esto es práctico y rápido, no trae desperdicio pero no da una capa muy uniforme que digamos.
Con pistola de pintar (Aerógrafo):
Resultado muy bueno, pero con mucho desperdicio.
Y ahora mi método:
Le aplico a la placa del lado que no voy a tratar un eje que me permite rotarla, habrá que buscar el centro de gravedad de la placa para que no vibre al girar, este eje lo coloco en una máquina de perforar (Una Black & Decker elegida por la alta velocidad).
Coloco todo el engendro placa-máquina en forma que la placa quede horizontal y hacia arriba, fijando la máquina de alguna forma.
Enciendo la máquina y si la placa no salió volando continuo.
En el centro de la placa dejo caer algunas gotas de polímero, por fuerza centrífuga se distribuye por toda la placa dejando una superficie perfectamente pareja.
Si bien este método (El mío) es el más laborioso consigo 2 cosas:
1) Una superficie pareja
2) Y Mezquinar el polímero.
Verificada la superficie se deja secar a oscuras, esto es muy rápido (El secado)
No hay que olvidar que es un foto-polímero o sea que reacciona con la luz, una vez pintada la placa habrá que reservarla hasta su exposición en la oscuridad.
En este momento tenemos 2 cosas, por un lado la película fotográfica y la placa sensibilizada, y las cosas comienzan a simplificarse.
Exposición de la placa
Para exponer la placa se pueden emplear varias fuentes de luz con contenido UV, tubos fluorescentes, tubos UV, sol, cualquiera es válido, el detalle es dar el tiempo justo.
Una mala exposición (Demasiado larga o corta) arruinará la placa.
Aquí también aplique un método "personal"
De una lámpara de vapor de mercurio recuperé la ampolla interna, esta parece un pedazo de tubo de vidrio aplastado en las puntas con 4 electrodos dentro 2 de trabajo y 2 de cebado, esta ampolla la alimente con el balasto original y con esto conseguí una fuente de luz ultravioleta de peligrosamente alta intensidad pero tiempos de exposición extremadamente cortos (Pocos segundos).
Se coloca sobre la placa pre-sensibilizada la filmina, no es mala idea unir ambas con cinta para evitar corrimientos.
Como se trabaja por transparencia tal como se ve la filmina será como quede el impreso
Ambas unidades placa virgen y filmina se colocan sobre un vidrio (Con la filmina hacia abajo) y por debajo del vidrio se le aplica la luz UV.
Habrá que probar varios tiempos de exposición hasta lograr el mejor resultado.
Inmediatamente después de expuesta la placa se introduce en el líquido revelador y se agita con cuidado para no dañar la capa que debe quedar.
El revelador es muy volátil y seguramente toxico, buscar buena ventilación.
El revelador se puede emplear varias veces, pero no conviene mezclar el revelador usado con el nuevo.
Si una cantidad de revelador esta siendo usada, se seguirá usando hasta que quede agotado y se procederá a descartar.
Luego de revelada la placa, ya no es afectada por la luz y podrá ser tratada sin mayores cuidados ya que la película depositada es bastante resistente.
Como era de esperarse el revelado también tiene sus detalles, la laca polimerizada es casi transparente por lo que notar fallas es complicado
Si revisando con lupa se encontraran fallos de revelado de podrá dar mas tiempo de revelado o limpiar y recomenzar desde un principio.
Un "Tip" para verificar fácilmente si todo esta como debe ser es introducir la placa solo unos segundos en el percloruro, este dejará oscuro el cobre donde la placa quedo expuesta y se podrá notar más fácilmente que no halla imperfecciones.
Como solo son algunos segundos estaremos a tiempo de corregir sin arruinar nada.
Luego de todo esto se procesa con percloruro y LISTA la PCB para ser perforada y armada.
PD 1:
Por favor no me digan que ustedes emplean el método del "Pendorcho" que da unos resultados excelentes y es más simple porque en efecto hay métodos de hacer placas mucho más simples pero ninguno consigue esta calidad.
Esto que acabo de tratar de describir es incluso de calidad superior a la que se logra con las placas sensibilizadas comerciales.
PD 2:
Hace tiempo que por cuestiones de organización y sobre todo tiempo no fabrico placas personalmente, las mando a confeccionar a una empresa, así que muy posiblemente me halla olvidado de algo, si es así por favor de recordármelo.
PD 3:
Recuerden que siempre estamos dispuestos a recibir donaciones en las cuentas de la Fogonazo INC. en Islas Caiman.
Algo sobre uno de los tipos de pelicula fotográfica que se emplea
http://www.kodak.com/eknec/documents/a1/0900688a802ad8a1/EN_ti2626.pdf
Algo sobre fallas comunes en PCB con este proceso
http://www.kodak.com/eknec/documents/52/0900688a802aa852/ES_pcb-artifacts-guide.pdf
Este método es bastante engorroso, los insumos son MUY CAROS, requiere de:
Un particular sistema de pintado de la placa
Exposición de la placa (Fijado) con luz ultravioleta con tiempos bastante precisos.
Mandar a hacer la película fotográfica a un laboratorio especializado en resumen, no es para principiantes, es mas bien para producción de alta calidad, en resumen "Un dolor de genitales".
¿ Y si es así por que lo voy a emplear ?
Porque es el método que brinda lo máximo en calidad de impresos, permite trazos de 0,05mm de espesor, pasar más de un trazo entre los pad´s de un integrado, pasar por entre las patas de transistores, espaciado entre pistas paralelas también de 0,05mm, permite letras pequeñas o dibujos en la placa.
También es ideal para SMD con alta densidad de componentes.
Para tener una idea de lo preciso que es este método, es un 95% idéntico al método que se emplea para la fabricación de circuitos integrados mediante máscaras y foto-gravado microscópico.
Es el método con el que se graban los Mother Board´s y demás placas de las PC.
El proceso empieza con la creación del diseño con el programa que se les ocurra, como el producto final será de altísima resolución aconsejo un buen programa de diseño y a no acobardarse por figuras complejas, buses de datos intrincados, de longitud, la gran resolución del método permite esto y mucho más.
También es ideal para realizar placas de doble faz.
Logrado el original es donde comienzan los problemas.
Lo primero que se hace es imprimir el original que deberá ser una impresión láser "IMPECABLE", NO son aconsejables cartuchos de toner reciclados.
Con impresoras de chorro de tinta NO probé, me parece que no daría la densidad de negro que requieren los pasos siguientes
Si hay diferencias de densidad de color, no sirve.
Si hay puntos no sirve.
Rallas menos.
O sea, cuando digo impecable quiero decir "IMPECABLE"
No es mala idea revisar la impresión con una lupa para verificar hasta el mínimo detalle.
No es necesario que la imagen se realice en "Espejo"
Ver el archivo adjunto 26609
Ahora ya tenemos nuestro original, lo metemos dentro de un sobre, el sobre dentro de una carpeta de tapa dura y nos vamos a un laboratorio fotográfico que trabaje con películas de gran tamaño y por "Contacto", una vez que llegamos le decimos al Sr. o Sra. que queremos una película "Negativa" de nuestro diseño.
Cuando vamos a retirar nuestro negativo nos entregan una película fotográfica en donde los trazos son transparentes y las zonas negras son "Bien" negras (Alta densidad).
Todo esto se puede hacer en "Casa" mediante algún programa de diseño y/o corrección fotográfica (Photoshop) que nos de invertida la imagen, siempre hablando de color.
Lograda la inversión, imprimimos sobre una filmina (Acetato transparente)
Pero (Amo esta palabra) no conseguiremos la misma calidad que nos da el laboratorio.
Si es válido y efectivo para prototipos, como la filmina es difícil de imprimir sobre todo donde hay grandes áreas negras podemos repasar estas donde halla rayones o puntos con un marcador indeleble con el fin de hacerla opaca a la luz.
Tampoco es mala idea si la impresora láser lo permite imprimir 2 veces la misma filmina para lograr los "Negros" con la densidad correcta.
Ver el archivo adjunto 26608
Si la impresora lo permite quiere decir que si paso 2 veces la filmina se imprima correctamente una imagen sobre la anterior sin errores de registro.
A esta altura tenemos el negativo fotográfico terminado pero continúan los problemas.
Como pintar la placa:
Antes de pintar nada, se procede a limpiar la placa con algún polvo abrasivo suave y alguna lija sintética o viruta de acero de la más fina.
Este es un asunto de vital importancia, la capa de polímero debe ser fina y extremadamente pareja en toda la superficie de la placa, espesores diferentes pueden dar grabados incompletos.
Si nosotros tuviéramos una fábrica de impresos podríamos pintar con pistola de pintar tipo aerógrafo, pero esto para una producción pequeña constituye un desperdicio demasiado alto de un producto muy caro.
Yo probé varias formas de pintar la placa y la última que describiré fue la que me dio mejor resultado.
Con pincel:
Resultado malo, el pincel no da superficies parejas y puede llegar a dejar un rayado imperceptible al ojo pero no al percloruro.
Con rodillo:
Resultado aceptable, hay que buscar el rodillo adecuado y dar la presión justa
Por "Chorreado"
Consiste en colocar la placa inclinada y volcar sobre esta el polímero, debajo de la placa se recoge el sobrante y se guarda, esto es práctico y rápido, no trae desperdicio pero no da una capa muy uniforme que digamos.
Con pistola de pintar (Aerógrafo):
Resultado muy bueno, pero con mucho desperdicio.
Y ahora mi método:
Le aplico a la placa del lado que no voy a tratar un eje que me permite rotarla, habrá que buscar el centro de gravedad de la placa para que no vibre al girar, este eje lo coloco en una máquina de perforar (Una Black & Decker elegida por la alta velocidad).
Coloco todo el engendro placa-máquina en forma que la placa quede horizontal y hacia arriba, fijando la máquina de alguna forma.
Enciendo la máquina y si la placa no salió volando continuo.
En el centro de la placa dejo caer algunas gotas de polímero, por fuerza centrífuga se distribuye por toda la placa dejando una superficie perfectamente pareja.
Si bien este método (El mío) es el más laborioso consigo 2 cosas:
1) Una superficie pareja
2) Y Mezquinar el polímero.
Verificada la superficie se deja secar a oscuras, esto es muy rápido (El secado)
No hay que olvidar que es un foto-polímero o sea que reacciona con la luz, una vez pintada la placa habrá que reservarla hasta su exposición en la oscuridad.
En este momento tenemos 2 cosas, por un lado la película fotográfica y la placa sensibilizada, y las cosas comienzan a simplificarse.
Exposición de la placa
Para exponer la placa se pueden emplear varias fuentes de luz con contenido UV, tubos fluorescentes, tubos UV, sol, cualquiera es válido, el detalle es dar el tiempo justo.
Una mala exposición (Demasiado larga o corta) arruinará la placa.
Aquí también aplique un método "personal"
De una lámpara de vapor de mercurio recuperé la ampolla interna, esta parece un pedazo de tubo de vidrio aplastado en las puntas con 4 electrodos dentro 2 de trabajo y 2 de cebado, esta ampolla la alimente con el balasto original y con esto conseguí una fuente de luz ultravioleta de peligrosamente alta intensidad pero tiempos de exposición extremadamente cortos (Pocos segundos).
Se coloca sobre la placa pre-sensibilizada la filmina, no es mala idea unir ambas con cinta para evitar corrimientos.
Como se trabaja por transparencia tal como se ve la filmina será como quede el impreso
Ambas unidades placa virgen y filmina se colocan sobre un vidrio (Con la filmina hacia abajo) y por debajo del vidrio se le aplica la luz UV.
Habrá que probar varios tiempos de exposición hasta lograr el mejor resultado.
Inmediatamente después de expuesta la placa se introduce en el líquido revelador y se agita con cuidado para no dañar la capa que debe quedar.
El revelador es muy volátil y seguramente toxico, buscar buena ventilación.
El revelador se puede emplear varias veces, pero no conviene mezclar el revelador usado con el nuevo.
Si una cantidad de revelador esta siendo usada, se seguirá usando hasta que quede agotado y se procederá a descartar.
Luego de revelada la placa, ya no es afectada por la luz y podrá ser tratada sin mayores cuidados ya que la película depositada es bastante resistente.
Como era de esperarse el revelado también tiene sus detalles, la laca polimerizada es casi transparente por lo que notar fallas es complicado
Si revisando con lupa se encontraran fallos de revelado de podrá dar mas tiempo de revelado o limpiar y recomenzar desde un principio.
Un "Tip" para verificar fácilmente si todo esta como debe ser es introducir la placa solo unos segundos en el percloruro, este dejará oscuro el cobre donde la placa quedo expuesta y se podrá notar más fácilmente que no halla imperfecciones.
Como solo son algunos segundos estaremos a tiempo de corregir sin arruinar nada.
Luego de todo esto se procesa con percloruro y LISTA la PCB para ser perforada y armada.
PD 1:
Por favor no me digan que ustedes emplean el método del "Pendorcho" que da unos resultados excelentes y es más simple porque en efecto hay métodos de hacer placas mucho más simples pero ninguno consigue esta calidad.
Esto que acabo de tratar de describir es incluso de calidad superior a la que se logra con las placas sensibilizadas comerciales.
PD 2:
Hace tiempo que por cuestiones de organización y sobre todo tiempo no fabrico placas personalmente, las mando a confeccionar a una empresa, así que muy posiblemente me halla olvidado de algo, si es así por favor de recordármelo.
PD 3:
Recuerden que siempre estamos dispuestos a recibir donaciones en las cuentas de la Fogonazo INC. en Islas Caiman.
Algo sobre uno de los tipos de pelicula fotográfica que se emplea
http://www.kodak.com/eknec/documents/a1/0900688a802ad8a1/EN_ti2626.pdf
Algo sobre fallas comunes en PCB con este proceso
http://www.kodak.com/eknec/documents/52/0900688a802aa852/ES_pcb-artifacts-guide.pdf